background image

Temat: Charakterystyka napędów hydrostatycznych i hydrokinetycznych. Cz. II. 
 
1.  Silniki wodne – to maszyny przetwarzające energię płynących wód na pracę mechaniczną. Silniki wodne 

dzielimy na: 
o

 

koła wodne, 

o

 

turbiny wodne, 

o

 

silniki wodne wyporowe, 

2.  Koła wodne – mają na obwodzie łopatki lub przegrody i są poruszane siłą naporu wody. W zależności od 

sposobu zasilania rozróżniamy koła: 
o

 

nasiębierne, 

o

 

śródsiębierne, 

o

 

podsiębierne, 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Zalety kół wodnych to: prostota i mały koszt ich budowy, łatwość naprawy i możliwość ich napędzania 
nawet zanieczyszczoną wodą. 
Wady kół wodnych to: duże wymiary, niewielka moc, mała prędkość obrotowa i ograniczone możliwości 
jej regulacji. 
Koła wodne są poprzednikami turbin wodnych. Najczęściej stosuje się je do napędu młynów wodnych  
i narzędzi wykorzystywanych w tartakach lub kuźniach. 

3.  Turbiny wodne – to silniki wodne wirnikowe, przetwarzające energię mechaniczną płynącej wody na ruch 

obrotowy za pomocą wirnika z łopatkami. Zalicza się je do silników hydrokinetycznych (przepływowych), 
stosowane głównie w elektrowniach wodnych do napędu prądnic. 
Klasyfikacja turbin wodnych: 
a)  z uwagi na kształt wirnika: 

•  promieniowe, 

•  osiowe, 

o

 

komorowe, 

o

 

bębnowe, 

b)  ze względu na 

reakcyjność: 
•  akcyjne, 

o

 

turbina Peltona 
(stosowana przy 
dużych spadkach), 

Turbina Peltona 
(natryskowa), w której 
energia położenia wody 
zamienia się całkowicie w 
energię ruchu przed 

background image

wejściem wody na wirnik. Mają zastosowanie przy spadkach 
ponad 400 m. i małym natężeniu przepływu. Są to turbiny o 
małej przepływności. Sprawność turbiny wynosi 75-90%. 
Prędkość obrotowa wirnika dochodzi do 750 obr/min o mocy 
nawet 75 MW. 
•  reakcyjne, 

Nazywane inaczej odporowymi, gdzie energia wody na wlocie 
do wirnika jest sumą energii kinetycznej i energii ciśnienia, 
podlegającej przemianie w energię ruchu podczas przepływu 
przez wirnik. 

o

 

turbina Francisa (dla średnich spadków), 

Wykonuje się je w odmianach pionowych i poziomych jako 
pojedyncze, podwójne i złożone. Pracują na spadkach ok. 10 
m. a nawet do 500 m. Natężenie wody dochodzi do 
kilkudziesięciu m

3

/s, osiągają moc do 100 MW przy 

sprawności do 95%, średnice wirnika od 0,25-10 m.

 

 

o

 

turbina Kaplana (tzw. śmigłowa – dla małych 
spadków), 

Turbina zasilana na całym obwodzie wirnika. Zaletą jest duża 
sprawność nawet częściowo obciążonej turbiny. Stosowana do 
małych spadków 1,5-80 m i dużym natężeniu przepływu. 
Wirniki mają średnicę 1-10 m, a moc ponad 200 MW. 

 

o

 

turbina Tesli (tzw. talerzowa) 

4.  Zakłady hydroenergetyczne 

Zadaniem zakładów hydroenergetycznych zwanych siłowniami wodnymi jest przetwarzanie energii 
położenia i energii kinetycznej wód płynących na energię ruchu obrotowego turbin wodnych, które 
napędzają maszyny robocze lub prądnice elektryczne. 
Rodzaje zakładów hydroenergetycznych: 
o

 

zakład hydromechaniczny – silnik wodny napędza bezpośrednio maszyny robocze (np. maszyny 
młyńskie) 

o

 

zakład hydroelektryczny – silnik wodny (turbina) napędza prądnicę elektryczną. Są to elektrownie 
wodne. 

- bezzbiornikowe, tzn. przepływowe, wznoszone w korytach rzek górskich. W tych zakładach 
najczęściej stosowane są turbiny reakcyjne Francisa lub Kaplana, umieszczane w otwartej komorze. 
- zasobnikowe, zasilane ze zbiornika, który gromadzi zapas wód w okresach, gdy ich poziom jest 
wysoki i oddaje w okresach tzw. małej wody. Najczęściej buduje się wysokie zapory, tworzące duże 
zbiorniki wodne (zalew Soliński).